(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気と水とを接触させることにより空気中の汚れを除去する空気洗浄器について、  
上部には汚染空気流入孔及び洗浄水流入孔を、下部には、洗浄された空気の流出孔、洗浄水流出孔、気液分離室及び洗浄水貯水室が設けられた略円柱形の外筒と、
この外筒の軸芯上に複数の回転翼が載った回転円板が接合した回転軸を設け、この回転翼の上方には、中央部を開口した外筒の内壁から垂直に立てた上部仕切り板を設け、回転円板の下方には、中央部を開口し、さらに外筒内周部に開口部を付け、同じく外筒の内壁から垂直に立てた下部仕切り板を設け、
回転軸の回転により、回転円板、回転翼が回転し、送風機能を持つことを特徴とする空気洗浄器。
【請求項２】
回転軸に接合した回転円板が複数あり、これらを上下に挟む上部仕切り板と下部仕切り板とが、回転円板と同数ある請求項１の空気洗浄器。
【請求項３】
回転翼に多数の透孔を付けた請求項1又は請求項２のいずれかの空気洗浄器。
【請求項４】
回転翼を縁取りした金網とした請求項1又は請求項２のいずれかの空気洗浄器。
【請求項５】
上部仕切り板と下部仕切り板の外周部の間に磁石を取り付けた請求項1から請求項4のいずれかの空気洗浄器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気を水と接触させることにより浄化する気液接触型空気洗浄器に関する。
【背景技術】
【０００２】
屋内空気の洗浄装置として、空気と水とを接触させることにより空気中の汚れを除去する空気洗浄器が用いられている。この空気洗浄器としては、洗浄室にて洗浄水をシャワーにして散水し汚染空気と接触させて浄化する方法や透孔を多数有するプレートにて汚染空気と洗浄水を接触させる方法等が知られている。
【０００３】
空気洗浄装置等については、多くの先行技術が見受けられる。空気を殺菌できる空気浄化装置や湿度を調整できる空気洗浄器等があるが、構造やランニングコストに注目した先行手段としては、以下のようなものがある。排気ガスを送風機を用いて送風管に取り込み水平流とし、空気浄化装置本体の内方へ送入され、充填材の水膜に効率よく気液接触し、排気ガス中の汚染物質が移行し、さらに、上昇した排気ガスは、散水された液剤に直に気液接触し、残留する汚染物質が移行し、浄化され、外方へ排出される空気浄化装置（特許文献１）、送風用のシロッコファンを備え一方の端部に通気開口部を有するダクトの他方の端部を洗浄水を溜水した貯水槽内に導入し、且つこのダクトの端部における上記洗浄水内への浸漬壁面部分にダクト内外に連通する透孔を多数設けた空気洗浄器（特許文献２）等がある。
【０００４】
また洗浄水として使用する水Ｈ２Ｏは、酸素と水素の電気陰性度の大きな違いにより、酸素原子が陽極に水素原子が陰極に分極しているため水分子は図1のように強い静電引力により結合されている。そのため、水の沸点と融点は異常に高く、また、その分極のためイオン化合物を溶解する能力を持っている。水分子では、正の分極（Oσ＋）が陰イオンを引き付け、負の分極（Hσ―）が陽イオンを引き付けるが、この力が十分大きくイオン結晶が壊れ溶液となるためである。
【０００５】
化学ではクラスターは、「２個以上の分子又は原子がファンデルワールス力や水素結合などの比較的弱い相互作用で集合したもの」と定義されている。液体の水はクラスターを形成している代表的な物質であり、このクラスターを分解した水をクラスター分解水と表現されている。この水のクラスターがどの程度分解できるのか、また分解している時間がどの程度なのかは諸説がある。現在最も信じられている液体水のクラスターは、直鎖や枝分かれしたn量体のクラスターと、四角形から十一角形にわたる多角形のクラスター(このうち五角形の量比が最も多い)の混合状態にあると考えられ、液体水のクラスター状態でクラスターが長時間安定して存在しているものではなく、１ps(10−12秒)のオーダーで生まれたり壊れたりしているという非常に動的な構造をしているとする説である。
さらに、水は反磁性体であり、液体の水は熱的擾乱のため磁区を形成せず磁場による影響は個々の水分子に限定される。しかし、磁場を通すことにより、個々の水分子の一部がクラスター分解され活性化するという考え方もあり、その効果は賛否両論がある。
【０００６】
上記の水の性質を利用し、水のクラスターを分解することにより、水活性化して何らかの効果を期待する先行技術として以下のような出願がある。
水容器からの水を加熱する加熱手段と、コーヒー液を抽出するコーヒー抽出室と、加熱手段によって得られた湯を前記コーヒー抽出室に給湯する給湯手段と、抽出されたコーヒー液を貯える保管容器とを備え、給湯手段に磁石を設け、磁力により水のクラスターを細分化して水がコーヒー粉に浸透し易くなることでコーヒーの抽出効率を向上させるコーヒー湯沸かし器（特許文献３）、水道の蛇口からの吐出速度を利用して吸気と連結スクリュウの回転をなさしめ，更にその回転力を利用して同軸にある回転翼を回転させて水に細い泡を含ませ、更に攪拌して泡と泡との融合による泡の膨大と泡の細分を繰り返し行って遊離塩素を、泡を構成する気体に含ませてそれらと共に大気中に拡散させ，脱塩素等を達成するものである。回転する磁石による磁界を間欠的に通過させあるいは複数の磁界が交錯したなかを通過させる等によって巨大化していると言われている水のクラスターの細分を行う浄水器（特許文献４）、有機物を構成し且つ環境汚染の直接的原因物質となる炭素、窒素、リン、それに難分解性有機物質、重金属類、コロイド状無機物質等を含む排水を処理する排水処理手段を有する排水処理装置であって、排水処理手段で処理し排出される排水の流動管路に、所定の流速で流動する排水のクラスターを磁気力により細分化する磁気処理装置を設けて、排水を浄化するようにした排水処理設備（特許文献５）等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2004−202306号公報
【特許文献２】特開平9−173754号公報
【特許文献３】特開2008−295624号公報
【特許文献４】特開平11−5080号公報
【特許文献５】特開2006−55826号公報
【０００８】
気液接触型の空気洗浄器では、洗浄室内にラヒシリング等を充填し、その表面を液体が流れる様にして、液体の表面積を増やしここへ送風機等により気体を流す、即ち気液の接触面積を増大する工夫がなされてきた。しかし、洗浄室内に気体が通るときに、気液接触効率を向上させる為、充填物を細かくするとその分、気体側に通気抵抗が増大するという難点があり、この通気抵抗を軽減する為、洗浄室の断面積を増大する必要があり、結果として装置が大きくなりイニシャルコストが高くなることがあった。
【０００９】
長年に渡り、空気・水等に対する洗浄、浄化設備の開発を行ってきた本発明者は、工場や室内の空気を洗浄する気液接触型の空気洗浄器についても、構造が簡単で、ランニングコストが低減できる空気洗浄器について検討を重ねてきた。さらに、前述の水の性質を利用して、磁界により極めて短時間であるが、クラスター分解した水を作り、空気を洗浄することも可能ではないかとも考えられた。そこで、本発明者は、水と空気が効率よく接触できる送風機能を空気洗浄器内に取り込むと同時にクラスター分解した水を洗浄水として利用する気液接触型空気洗浄器を発明するに至った。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の解決しようとする課題は、空気と水とを接触させることにより空気中の汚れを除去する空気洗浄器について、構造が簡単でランニングコストが低額でありかつ効率よく汚染された空気を浄化できる空気洗浄器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
すなわち、第1発明は、空気と水とを接触させることにより空気中の汚れを除去する空気洗浄器について、  
上部には汚染空気流入孔及び洗浄水流入孔を、下部には、洗浄された空気の流出孔、洗浄水流出孔、気液分離室及び洗浄水貯水室が設けられた略円柱形の外筒と、
この外筒の軸芯上に複数の回転翼が載った回転円板が接合した回転軸を設け、この回転翼の上方には、中央部を開口した外筒の内壁から垂直に立てた上部仕切り板を設け、回転円板の下方には、中央部を開口し、さらに外筒内周部に開口部を付け、同じく外筒の内壁から垂直に立てた下部仕切り板を設け、
回転軸の回転により、回転円板、回転翼が回転し、送風機能を持つことを特徴とする空気洗浄器である。
【００１２】
外筒上部の汚染空気流入孔及び洗浄水流入孔から汚染空気と洗浄水が外筒内部に流入し、上部仕切り板の中央開口部より回転円板の方向に流下する。回転軸が回転するとともに、回転円板、回転翼も回転する。この回転により、洗浄水は霧状になり、汚染空気と接触しながら外筒内壁面に流れる。外筒内壁面では、上部仕切り板に開口部はなく、下部仕切り板には開口部があるため、霧状の洗浄水と空気は外筒内壁に沿って下方向に流下する。このように、回転軸を回転させることにより空気と洗浄水を接触させさらに送風機能を有することを特徴とした空気洗浄器である。
【００１３】
外筒の上部と下部の間に、上部仕切り板と下部仕切り板が外筒内面より垂直に立てられ、すなわち、上部仕切り板と下部仕切り板は、外筒の上面あるいは底面と水平となって設けられている。この上部仕切り板と下部仕切り板の中央開口部には、回転軸が垂直に通っている。
回転軸は、外筒の上面と底面の中心を結ぶ軸芯上に付けられ、この回転軸には回転円板が接合され、この回転円板の上に複数の回転翼が回転円板に対し略垂直に固定されて載っている。この回転翼と回転円板を挟むようにして上部仕切り板と下部仕切り板が外筒内壁に設けられている。
【００１４】
続いて、第２発明は、回転軸に接合した回転円板が複数あり、これらを上下に挟む上部仕切り板と下部仕切り板とが回転円板と同数ある第１発明の空気洗浄器である。
【００１５】
汚染空気と洗浄水は、上部仕切り板と回転翼が載った回転円板の回転と下部仕切り板とによって洗浄水が霧状となって汚染空気と接触し空気が洗浄される。この上部仕切り板と回転翼の載った回転円板と下部仕切り板との組み合わせを複数として、汚染空気の洗浄効果を上げるものである。
【００１６】
続いて、第３発明は、回転翼に多数の透孔を付けた第１発明又は第２発明のいずれかの空気洗浄器である。
【００１７】
回転軸が回転するとともに回転円板、回転翼も回転する。回転翼に多数の透孔を付けることにより、この透孔を通し洗浄水はより細かな霧状となり、汚染空気と接触し洗浄効果を上げることができる。
【００１８】
続いて、第４発明は、回転翼を縁取りした金網とした第1発明又は第２発明のいずれかの空気洗浄器である。
【００１９】
第３発明では、回転翼を多数の透孔を付けたものとしたが、第４発明では、縁取りした金網としたものである。縁取りしたとするのは、金網だけでは回転翼の強度が足りず、回転翼の強度を考慮し縁取りをしたためである。
【００２０】
続いて、第５発明は、上部仕切り板と下部仕切り板の外周部の間に磁石を取り付けた第1発明から第４発明のいずれかの空気洗浄器である。
【００２１】
磁石による水のクラスター分解による効果を期待して、洗浄水と空気の流速が最も早くなる回転翼の外周に磁石を設けるものである。前述のように、クラスター分解は、極めて短時間であるとされているが、例え短時間であっても水の単分子は、その極性が大きく、汚染空気に含まれる悪臭物質等を除去する効果を期待するものである。
【発明の効果】
【００２２】
第１発明では、構造が簡単で、ランニングコストが低減できる空気洗浄器を提供するものであり、第２発明は、本空気洗浄器の洗浄効果を上げるものであり、第３発明、第４発明は、洗浄水を霧状にしてより洗浄効果を上げるものである。
第５発明では、磁気による水のクラスター分解の効果を期待し、汚染空気の洗浄、特に悪臭物質の除去を期待するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、水の分子間引力を示す。
【図２】図２は、空気洗浄器の概略図を示す。
【図３】図３は、回転円板と回転翼の概略図である。
【図４】図４は、上部仕切り板、回転円板、下部仕切り板の位置関係を示す図である。
【図５】図５は、下部仕切り板の平面図である。
【図６】図６は、空気洗浄器内の空気と洗浄水の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明を実施するための形態を以下に示す。
【実施例１】
【００２５】
図２は、空気洗浄器１の概略図を示すものである。略円柱形の外筒２の上部には、汚染空気流入孔２１と洗浄水流入孔２４が、下部には空気流出孔２２、洗浄水流出孔２３、気液分離室２５、洗浄水貯水室２６が設けられている。
略円柱形の軸芯上に回転軸３が設けられている。この回転軸３には、回転円板６が接合し、回転円板６上には、複数の回転翼５が回転円板６に対し略垂直に固定されて載っている。回転軸３は、回転軸駆動モーター３１により回転する。  
洗浄水貯水室２６内の洗浄水は、洗浄水循環用配管９を通り洗浄水用循環ポンプ９１にて洗浄水流入孔２４に送られ再使用され、洗浄水の汚染度が所定以上の値となったときには、廃水処理施設に送られ、新たな洗浄水が供給される。
磁石８は上部仕切り板４と下部仕切り板７の円周部の間に固定して取り付けられ、外筒内壁とは離れている。洗浄水と汚染空気とは、回転翼５の回転により、この磁石８に激しく衝突し、水のクラスター分解による効果が期待される構造としている。
なお、図２は、回転円板６が３枚あり、上部仕切り板４及び下部仕切り板７も同数の３枚ある空気洗浄器である。
【００２６】
図３は、回転円板６とその上に複数載っている回転翼５の平面図である。回転翼５は、送風機能を生じさせるため、円の中心線に対し一定の角度を付け、回転円板６に対し垂直に固定されている。
【００２７】
図４は、上部仕切り板４、回転円板６、回転翼５、下部仕切り板７、磁石８の位置関係を示す図である。上部仕切り板４と下部仕切り板７は、外筒２内壁に垂直に設けられている。磁石８は、上部仕切り板４と下部仕切り板７の間に取り付けられ、外筒２内壁とは離れた位置にある。なお、上部仕切り板４と下部仕切り板７が回転円板６、回転翼５を挟むようになっている。
【００２８】
図５は、下部仕切り板７の平面図である。下部仕切り板７は、外筒２の内壁から垂直に立てられて設けられている。その外周辺部は、下部仕切り板外周開口部７１があり、下部仕切り板スポーク部７３により外筒２と接合されている。下部仕切り板中央開口部７２には回転軸３が通っている。
【実施例２】
【００２９】
図６は、空気洗浄器内の空気と洗浄水の流れを示す図である。幅のある矢印が空気と水の流れる方向を示している。磁石８は、上部仕切り板４と下部仕切り板７の外周全体を覆っているのではなく、間隔を開けて取り付けられている。
汚染された水と洗浄水は、上部仕切り板４の上部仕切り板中央開口部４１を通過し回転円板６の中心部にくるが、回転翼５の回転のため、磁石８と外筒２内壁に激しく流れていく。そして汚染された水と洗浄水の一部は磁石８に当たりさらに外筒内壁に向かう。上部仕切り板４に開口部はなく、下部仕切り板７には、下部仕切り板外周開口部７１があるため、汚染された水と洗浄水は下方に流れていく。これを繰り返すことにより、汚染空気が洗浄される。
【００３０】
多数の透孔５１を付けた回転翼５では、透孔５１の直径が１〜１０ｍｍであり、開口率が１０〜６０％のものが効率よく、また縁取りした金網では１０〜１００メッシュのものが効率よく空気を洗浄できることが実験的に確かめられた。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本空気洗浄器は構造が簡単でありイニシャルコストも安価であるため、かなりの需要が期待される。
【符号の説明】
【００３２】
１  空気洗浄器
２  外筒    ２１  汚染空気流入孔  ２２  空気流出孔  ２３  洗浄水流出孔  ２４  洗浄水流入孔  ２５  気液分離室  ２６  洗浄水貯水室
３  回転軸  ３１  回転軸駆動モーター
４  上部仕切り板  ４１上部仕切り板中央開口部
５  回転翼  ５１  透孔
６  回転円板
７  下部仕切り板    ７１下部仕切り板外周開口部  ７２  下部仕切り板中央開口部  ７３  下部仕切り板スポーク部
８  磁石
９  洗浄水循環用配管    ９１  洗浄水用循環ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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